同功酶isoenzyme

催化活性相同而分子结构及理化性质不同的酶，叫同功酶。在正常人体已发现百余种同功酶。同功酶在人群中构成酶的遗传多态现象，如乳酸脱氢酶就有5种，此5种酶在不同器官中含量不同，故在诊断病变组织方面有一定意义。

同功酶

同一生物个体（甚至同一细胞）内催化同一种化学反应的酶可以有不同的分子形式（结构），它的催化能力相同而具有不同的性质，诸如溶解度、结晶形、电泳性质以及对抑制物、辅酶类似物、作用物类似物的反应、免疫化学反应等。这些酶称为某种酶的同功酶，但它们所催化的各该反应的代谢意义可能不尽相同。有人建议称它们为同工酶不强调它们的生理的或代谢的功能相同。由于分离蛋白质技术的进展 （多用在各种支持体上的电泳法及各种层析法）现已发现多种酶有同功酶。看来同功酶的存在是生物学里常见的现象。
同功酶的分子结构 同种酶分子的活性中心应该相同而其它部分不同。有些同功酶是彼此无关、互相独立的蛋白质，有的同功酶是单体，即由一条多肽链组成，不存在所谓亚单位。有些同功酶是聚合体，即由几个亚单位构成 （一个亚单位是一条多肽链）。亚单位可能彼此相同或不同。例如分子量为100 000的谷氨酸脱氢酶是分子量为25 000的亚单位的四聚体。由同种亚单位聚合而成的可称为纯聚体，由不同种亚单位聚合而成的称为杂聚体。杂聚体分子里亚单位的数目常相同而各个多肽链不同。杂聚体同功酶生成时与合成的部位所具有的亚单位的种类或数量有关，在该处随机生成的。例如心肌中H型乳酸脱氢酶亚单位多，心肌的乳酸脱氢酶的组成是H4，骨胳肌中M亚单位多，骨胳肌的乳酸脱氢酶的组成是M4，此外还有HM3,H2,M2,H3M等情况。
产生同功酶的原因 在遗传上通常是由一个基因位点控制一种多肽链的生成，所以同功酶生成的基本原因是遗传性的，此外也可有其它因素参与。下面就原发性的（直接控制于基因）和继发性的同功酶予以说明。
原发性同功酶 有由复基因位点控制的同功酶和由单基因位点处的复等位基因控制的同功酶，这类的遗传变异是各该位点突变的结果。
复基因位点的同功酶，即由两个或多个基因位点控制的同功酶。这种情况可能是一种基因位点在一种组织里发挥作用，而另一种基因位点则在另一种组织里发挥作用。例如肌肉磷酸化酶和肝磷酸化酶，又如唾液淀粉酶和胰淀粉酶的相应基因位点为AMYs和AMYp，又如醛缩酶有三个基因位点分别控三种多肽A,B,C的生成。又如同一细胞里胞浆和线粒体里都有苹果酸脱氢酶。这些有关的基因位点可能位在同一条染色体上相邻的部位，如AMYs及AMYp。有的情况则位于不同染色体上。例如葡萄糖磷酸变位酶有“a”、“e”、“h”三种多肽，分别受PGM1,PGM2、PGM3三个基因位点的控制。
复等位基因控制的同功酶，在遗传上每一等位基因控制一种多肽的生成。遗传上是杂合子的，其同功酶组因它含有两种不同的等位基因，一般比纯合子（含两种相同的等位基因）的同功酶谱较为复杂。在最简单的情况，杂合子的同功酶就是相应的纯合子里酶的混合物。但当同功酶是聚合体时，杂合子同功酶组里可以出现较多种的杂聚体组成，其中有的组合是纯合子同功酶所无的。例如人的红细胞中的一种肽酶A (是一种二肽酶，是二聚体) 的电泳谱上有三个位点，现知它们是由等位基因PEPA1和PEPA2控制的，其中A1决定多肽α1,A2决定多肽α2，上述同功酶谱中PA-1,PA-2和PA-2-1分别是组合为α1α1,α2α2和α1α2的各同功酶。其中α1α2是纯合子同功酶谱(α¹α¹和α²α²)里所无的。
如果酶分子是三聚体(如嘌呤核苷磷酸化酶，即酶分子由三个亚单位组成)，则纯合子同功酶是三个等同的多肽组成，如αx3,αy3。杂合子的同功酶则由两种多肽混合组成三聚体。杂合子中至少有两种αxαy2,αx2αy为纯合子所无。若酶为四聚体，则纯合子酶的组合为α4x及αy⁴，杂合子组成中有αx3αy,α2x2αy2,αxαy3与纯合子中的不同。乳酸脱氢酶同功酶即属此类。它们有LDHH,LDHM,LDHc三种等位基因是四聚体，LDHM主要在肝及骨胳肌中发挥作用，控M多肽亚单位的生成。LDHH在各种细胞里都有作用，但主要在心肌中发挥作用，控制H多肽亚单位的生成。LDHc主要在睾丸和精子里发挥作用，控制多肽C的生成，所以除睾丸和精子外其它组织里很少发现含多肽C的乳酸脱氢酶。
继发性同功酶 酶多肽链在遗传基因控制下已生成后，酶分子结构还可能发生继发改变。例如由肽链中的谷氨酰胺或天氨酰胺处去掉酰胺基，例如腺苷脱氨基酶，核苷磷酸化酶。碳酸酐酶及醛缩酶也有此情况，脱酰胺后，分子负电性增强。

由两个或多个基因位点决定的酶

每摩尔氨基酸数
**LDH:乳酸脱氢酶(1、1、1、27); ADH:乙醇脱氢酶(1、1、1、1); ALD醛缩酶； (4、1、2、13)
PGM:磷酸葡糖变位酶(2、7、5、1); AMY:淀粉酶；(3、2、1、1)CA:碳酸酐酶(4、2、1、1);CK:肌酸激酶； (2、7、3、2)
同功酶的生理意义 体内同功酶的存在是有益的。因为有动力学参数不同的同功酶参与代谢过程，有可能使组织更适于适应不同的环境。例如葡萄糖代谢是从葡萄糖的磷酸化开始。脑中催化葡萄糖磷酸化的酶是己糖激酶，它的KM值约为0.05mmol。肝内起同样作用的葡萄糖激酶的KM值约为10mmol，所以脑中即使葡萄糖浓度稍偏低时，葡萄糖仍能被磷酸化以推动葡萄糖代谢进行，若KM值高则要求比较高的葡萄糖浓度。
又例如肌肉中乳酸脱氢酶不受高浓度丙酮酸的抑制，当肌肉中供氧稍有不足，丙酮酸未即时被氧化而有积聚时，它可以迅速通过乳酸脱氢酶的催化转变为乳酸，因之酵解过程能继续进行不被终止。而心肌中的乳酸脱氢酶则易为高浓度的丙酮酸所强烈抑制，因之心肌中不易出现乳酸积聚。有利于酸碱平衡的维持。
同功酶的临床应用 目前临床上已经使用同功酶辅助诊断疾病：
(1) 乳酸脱氢酶(LDH):血清中出现见于临床疾病。
LDH₁ (H₄):见于心肌梗塞、恶性贫血。
LDH₂ (H₃M):见于白血病、肌萎缩症。
LDH₃ (H₂M₂):见于淋巴细胞性白血病、淋巴肉瘤、肺癌。
LDH4 (HM3):见于转移性肝癌、结肠癌。
LDH₅ (M₄):见于骨胳肌损伤，急性肝炎，原发性肝癌，急性肝坏死。
(2) 谷草转氨酶(SGOT)及谷丙转氨酶(SGPT):有胞浆型(S)和线粒体型(m)。正常血清中几乎全是SGOT及SGPT胞浆型。线粒体型增多时表示细胞坏死情况严重。
(3) 碱性磷酸酶(ALP): 血清中的可用琼脂电泳分出ALP1～ALP6等六条区带。在各种疾病时，可见ALP同功酶的活性升高。ALP1来源于肝，阻塞性黄疸，局限性肝损伤，肝癌时活性高。ALP2来源于肝，成人肝胆道疾患时活性高。ALP3来源于骨，婴幼儿骨生成疾患时活性高。ALP4来源于胎盘，妊娠末期活性升高。ALP5来源于癌、小肠、成纤维细胞，肝硬化时活性升高。ALP6来源于肝。Regan同功酶似ALP4。
(4) 醛缩酶： 有肌型(A)，肝型(B)及脑型(C)三种及由此三种组成的杂聚体。A型对1,6、二磷酸果糖活性强，而B型则对1磷酸果糖亲和力高。A型升高见于肌萎缩症，肝炎，心肌梗塞。B型升高： 见于肝炎，及急性胰腺炎。
(5) 淀粉酶： 唾液型(S-)，胰液型(P-)。腮腺炎时S-型活性增高。胰腺炎时P-型活性增高。